汽车总装工艺中数字化制造技术的应用分析

李杨

摘  要：在汽车制造行业中，往往产品生产的周期較长，并且需要较高的研发经费，因此，在汽车总装工艺中合理使用数字化制造技术有着积极深远的意义。本文主要阐述了数字制造技术的相关概念，以及汽车总装工艺数字化制造技术的关键技术，并对汽车总装工艺数字化制造技术的未来发展方向进行了展望，以期为我国的汽车制造行业作出一定的贡献。

关键词：汽车总装工艺  数字化制造技术  应用分析  产品设计

中图分类号：U463.1                          文献标识码：A                  文章编号：1674-098X（2021）05（c）-0051-03

Application analysis of digital manufacturing technology in automobile final assembly process

LI Yang

（Lantu Automobile Technology Branch of Dongfeng Motor Group Co.， Ltd.， Wuhan， Hubei Province， 430050  China）

Abstract： In the automobile manufacturing industry， the product production cycle is often long and requires high R&D funds. Therefore， the rational use of digital manufacturing technology in automobile assembly process has positive and far-reaching significance. This paper mainly expounds the related concepts of digital manufacturing technology and the key technologies of digital manufacturing technology in automobile assembly process， The future development direction of digital manufacturing technology of automobile assembly process is prospected in order to make a certain contribution to China's automobile manufacturing industry.

Key Words：Automotive final assembly process; Digital manufacturing technology; Application analysis; Product design

随着人们生活水平的显著提升，人们对汽车的需求也在不断增加，汽车企业需要不断研发新型汽车才能有效满足消费者的实际需求，从而增加了汽车企业的生产成本。合理使用数字化制造技术能有效提升生产效率，并降低生产成本，通过数字化制造技术中的仿真，能对汽车生产全过程进行全方位的演示，这样能为消费者提供更加优质的汽车产品。

1  数字制造技术概述

1.1 主要理念

随着我国经济的飞速发展，数字化时代已经到来。合理地使用数字化制造技术可以对相关的重要数据和信息进行处理和分析，并能通过一些软件来对信息进行及时存储，这样能保证数据和信息的准确性，并能得到数据中所蕴含的重要信息。在工作中合理使用数字制造技术可以帮助工作人员在短时间内发现一些问题，并能为接下来的工作提供参考。数字制造技术的使用可以有效提升汽车总装工艺的工作效率，并提升汽车产品的品质[1]。

1.2 具体功能

在汽车总装工艺中，结合实际情况使用数字化技术可以对重要信息进行及时的采集，并能实现更好的管理和监控。工作人员可以在数字化平台中对汽车生产运行情况进行及时掌握，一旦在监控的过程中发现了问题，就可以及时进行操作，与维修工作人员相互配合来解决问题。数字化平台有着很多优势，可以及时将汽车生产过程中的性能情况、运行记录和故障记录等进行呈现，这样能帮助工作人员对整个汽车的总装工艺流程进行合理把控，并生成详细记录，保证数字表单能够自动生成准确的数据单。因此，在汽车总装工艺中合理使用数字化技术可以有效提升工作效率，并能进一步完善汽车总装工艺流程的监督管理体系[2]。

2 汽车总装工艺数字化制造技术的关键技术

2.1 产品设计和工艺开发

在数字化制造技术中，一般使用计算机来进行辅助工作。在汽车总装工艺中使用数字化制造技术能促进相关模式的进一步完善和创新，并有效提升汽车装配的实际效果，避免因汽车产品出现变更而导致工艺流程出现问题，并能有效实现设计和工艺的协同发展。此外，使用数字化制造技术能在一定程度上减少生产过程中需要消耗的时间，并能提升生产的整体效率。在这一模式下，还需要进一步地完善汽车总装工艺管理体系，主要有设备管理、建立台账、对备件进行检查等。工作人员还需要结合实际情况做好日常的维护工作。通过使用数字化技术平台能对设备机组进行有效监控，工作人员可以及时发现设备存在的问题，并采取合理的方式来解决问题。最后，数字化技术中的数字化表格能在一定程度上减轻工作人员的工作负担，从而有效提升工作效率[3]。

2.2 故障诊断

使用数字化制造技术，可以对汽车生产过程中产生的故障进行诊断。由于汽车总装工艺是比较复杂的，并且技术路线也是有差异的，这样就对整个汽车总装工艺带来了比较严峻的挑战。一部分工作人员在实际的工作过程中遇到问题之后，一般是根据制造技术手册上的指引来解决问题和维护设备，但是这种方式往往是比较被动的，在遇到一些紧急情况时往往不能及时解决问题，使用数字化制造技术可以在短时间内就完成对问题的分析。此外，数字化技术还能对运行数据进行分析，这样能判断故障的类别，并为工作人员提供准确的参考信息，保证问题得到有效解决[4]。

2.3 人机交互

人机交互具体是指对汽车总装工艺中的信息进行合理操控，在实际的工艺流程中，往往要面对繁杂的情况，这就需要结合实际情况有效提升人机交互的效率。人机交互是一种新的技术，可以解决工艺流程中出现的一些问题，并帮助工作人员及时解决问题。通过人机交互，能在最大程度上提升工作人员的工作效率，发挥出人机交互的最大价值。

2.4 虚拟制造

虚拟制造技术具体是指工作人员利用计算机来完成汽车生产中的部分内容，比如对汽车总装工艺进行虚拟仿真等，结合虚拟制造者和汽车生产这两者之间的关系，可以将虚拟制造分为以下几种类型：第一种是结合设计工作的虚拟制造，主要的功能是对汽车产品进行优化;第二种是结合汽车实际生产层面的虚拟制造，主要是对整个汽车制造流程进行模拟;第三种是结合控制层面的虚拟制造，主要是利用模型来做汽车产品仿真工作，这样能有效提升整个工艺流程的生产效率。在实际的汽车总装工艺中，工作人员需要结合实际情况使用计算机来对工艺流程进行模拟，从所产生的实际作用来看，一般体现在以下几个方面：对设备和零件进行查看，保证设备的正常运行;确定汽车装配是否是达到标准的;在实际装配过程中零部件和设备之间是否存在互相干涉的情况等。通过合理地使用虚拟技术能够在一定程度上节约时间，保证汽车生产项目能在规定的周期之内完成，并有效地节约汽车企业的成本。

2.5 数字化工厂

数字化工厂具体是指工作人员利用计算机技术对产品的相关数据进行科学分析，将生产过程做进一步的优化，并扩展到整个汽车总装工艺过程中。数字化工厂属于一种新的方式，是数字制造技术和仿真技术的有效结合，并且这一方式为我国汽车领域带来了新鲜的空气，在汽车生产制造过程中有着十分重要的作用。数字化工厂有着很多的优势之处，包括很多功能，合理使用这一技术能有效提升汽车生产的品质，并避免出现材料和时间的浪费，从而完善和规范工艺流程，使彼此间的技术交流更加透明、高效。数字化工厂是从数字化制造技术中延伸而来的一种新的方式。从微观角度来说，数字化工厂是以服务企业为主的虚拟系统;从宏观角度上来说，主要是以产品制造作为核心，将所有的生产工作转化为数字化[5]。

2.6 三维仿真技术

在汽车总装工艺生产越来越规范时，所使用到的一些技术也需要结合实际情况与之相匹配，但是，需要注意的是，汽车企业所使用的方法绝大部分是来源于数学理论，数学理论是比较抽象的，没有办法将汽车总装工艺中的特性都呈现出来。三维仿真技术一般是在建模过程中才会使用到的技术，能够将工艺流程中的信息都充分结合起来，从而对流程进行调整和完善，以弥补数学理论中的缺陷，并将工艺流程充分的反映出来，为汽车总装工艺流程的实际规划、管理以及设计提供必要的手段。

2.7 同步工程

同步分析工作是在整车开发过程中，对整个产品开发过程实施同步、一体化设计，促使研发端始终考虑从概念形成直到用后处置的整个产品生命周期内的所有因素的一种系统性方法。总装同步工程分析工作从PS-PF阶段对整车进行总装工艺可行性分析、车身通过性分析、工具及设备共用性分析，同时对产品提出总装工艺需求及方案，使产品尽可能满足总装工艺的要求。

在产品开发设计阶段，就要求设计、工艺、质量等相关部门进行并行工作，实现整车的同步开发过程，可以在前期设计阶段发现整车产品可能存在的问题，并辅以方案解决，及时优化和规避，避免后期生产造成更大的资源损失及浪费。

3  汽车总装工艺数字化制造技术的未来发展方向

3.1 完善制度

随着我国经济的飞速发展，我国汽车领域也得到了较快进步，相关的数字化制造技术得到了有效提升，但是，需要注意的是，这其中缺乏相关的标准体系，在生产过程中没有一个统一规范，这样对数字化平台的建设造成了阻碍。数字化制造平台往往需要联合多个部门来协同合作。比如，传感器安装、数据的采集、数据储存以及CMX系统的应用等，如果这些环节出现了问题，就会导致数据难以得到有效传递。其中，最重要的是完善数字化制造技术平台体系，保证重要数据能得到准确分析，促进数字化平台功能的拓展，这样才能乘着信息技术发展的东风，打造出一个完善的数字化技术体系[6]。

3.2 完善标准

在汽车总装工艺中，使用数字化制造技术还需要进一步完善相关的考核标准，如果说在工艺流程中还是采取以往传统的评价体系，就无法发挥出数字化制造技术的最大价值，还需要对考核标准做进一步完善，为实际的运维工作提供一个新的评价标准，这样能有效促进评价水平的有效提升。

3.3 完善算法

在汽車总装工艺中合理使用数字化制造技术，还需要做到的一点就是完善算法，这是因为在故障诊断的过程中对数字化技术有着较高的要求，通过完善大数据算法可以保证故障诊断的可靠性。为了保证制造技术在之后工作中的便利性，就需要在实际运维过程中不断完善相关算法，将设备机组的生命周期完整地呈现出来[7]。

3.4 完善监控

从现阶段我国汽车总装工艺的实际工作来看，在实际的建设过程中，往往会涉及到不同的部门，在运维方面侧重点也是有所不同的。并且，对于大多数的汽车总装工艺来说，安全问题往往和周围的环境以及所使用的设备有着密切联系，这样就出现了机组设备运维受到阻碍的情况，这就需要相关工作人员结合实际情况改变以往传统的管理方式来加强对工作的管理和监控，对工艺流程的整体情况作必要监控，并对运行周期作好数字化的监测，及时对运维情况进行评估，并对故障进行分析，从而有效提升对整个汽车总装工艺流程的有效管理。

4  结语

综上所述，自改革开放以来，我国的经济经历了高速增长的阶段，人们的经济水平得到了有效提升，对汽车的需求也日益增长，通过合理使用数字化制造技术，可以有效地提升生产过程中的效率，并降低企业成本，从而促进汽车总装工艺机组设备的稳定运行。工作人员一旦发现了问题，就可以利用数字化制造技术来解决问题，为汽车总装工艺提供必要保障，促进我国汽车行业的可持续发展。

参考文献

[1] 赵巍.数字化制造技术的发展及其在汽车总装工艺中的应用[J].机械制造，2016，54（7）：99-101.

[2] 陈平，向华平，陈胜谟，等.DELMIA在汽车总装工艺的虚拟仿真运用[C]//2018中国汽车工程学会年会论文集.2018.

[3] 周俊锋，茅卫东，王成文，等.DELMIA软件在新能源汽车总装工艺同步开发中的应用[J].汽车工艺与材料，2020，376（4）：57-61.

[4] 陈平，严星，黄逸稳，等.基于DELMIA的汽车总装工艺人机装配仿真[C]//2017年第七届全国地方机械工程学会学术年会暨海峡两岸机械科技学术论坛.2017.

[5] 王武，王双峰，刘冰，等.总装车间生产信息化技术方案设计与开发[J].汽车实用技术，2018（2）：150-152.

[6] 钱晓明，王鑫豪，楼佩煌.基于聚类与改进最小二乘法支持向量机算法的汽车总装输送装备故障预警方法[J].计算机集成制造系统，2019，25（12）：3220-3225.

[7] 吴尘.轿车后地板骨架焊装工位设计与仿真分析[D].长春：长春工业大学，2020.